СИНТЕЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО СИГНАЛА В НЕЛИНЕЙНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ

April 15, 2012 by admin Комментировать »

Каширин А. Г., Бабуров Э. Ф. Севастопольский национальный технический университет Севастополь – 99053, Украина e-mail: notificationsack@inbox.ru

Аннотация – получены данные, позволяющие повысить эффективность обнаружения электронных нелинейных объектов (рп переходов), определить условия применения нелинейных радиолокационных станций (НРЛС) большой мощности. На их основе получен сигнал, обеспечивающий более высокую помехоустойчивость.

I.  Введение

Особенности нелинейной радиолокации (специфические помехи на частотах гармоник, низкая эффективность процесса переизлучения сигнала, зависимость нелинейной эффективной площади рассеяния (НЭПР) от уровня зондирующего сигнала) снижают эффективность применения НРЛС. Сигнал, учитывающий эти особенности, позволяет повысить чувствительность приёмника, устойчивость к узкополосным помехам.

II.  Основная часть

При создании эффективных НРЛС необходимо учесть влияние факторов:

1.  Наличие помех, обусловленных работой передающих устройств в диапазоне частот НРЛС. Влияние этого фактора велико, так как эффективность преобразования зондирующего сигнала (ЗС) на частоты гармоник мала. Эксперимент показал, что мощность сигнала на второй гармонике, рассеянного электронным нелинейным объектом (НО), составляет менее -60 дБ от уровня ЗС.

2.   Влияние помех в виде гармоник излучаемого ЗС, обусловленных нелинейностью выходных каскадов передатчика НРЛС. В [1] отмечается, что уровень такого фона определяет чувствительность приёмника НРЛС.

3.   С увеличением мощности ЗС мощность PC возрастает до определённого предела, а затем начинает спадать. Это свойственно импульсным НРЛС, применяемым на ограниченных пространствах (в помещениях).

Перечисленные выше особенности нелинейной радиолокации необходимо учитывать на этапе проектирования системы. Традиционные методы улучшения характеристик РЛС достигаются за счёт синхронного детектирования принимаемого сигнала, применения метода накопления сигнала, выбора соответствующего критерия обнаружения и других традиционных методов. Кроме этих методов в нелинейной радиолокации для повышения помехоустойчивости НРЛС следует учитывать вышеперечисленные специфические факторы.

Рассмотрена возможность повышения помехоустойчивости НРЛС путём отстройки его от частоты помехи на «чистый» канал и возможность применения линейной частотной модуляции (ЛЧМ) ЗС в широком диапазоне частот Af (до десятков МГц). В результате выполненных исследований доказано, что помехи, попадающие в диапазон качания частоты, подавляются пропорционально отношению ширины диапазона качания частоты Af=fmax-fmin к ширине спектра помехи Afn. На рис.1 приведены данные эффективности подавления помехи Q по сравнению с сигналом без ЛЧМ для случая, когда диапазон частот сигнала Afc в 10 раз меньше Af, где 0=РПом/Рпом_кач (Рпом – мощность помехи без использования режима качания частоты, РПОм_кач – мощность помехи на входе детектора при использовании режима качания частоты). Недостаток метода – в диапазон качания частоты попадает тем больше помех, чем шире полоса частот Af.

Рис. 1. Эффективность подавления узкополосной помехи при использовании ЛЧМ сигнала.

Fig. 1. Efficiency of suppression of a narrow-band handicap at use of a swept-frequency modulation signal

Другой фактор, ограничивающий чувствительность приёмника НРЛС – излучение передатчиком гармоник ЗС. Традиционные способы подавления таких помех заключаются в фильтрации ЗС, повышении линейности выходных каскадов передатчика, ограничение мощности ЗС.

Значительного повышения эффективности НРЛС можно добиться использованием многочастотного ЗС. Сигнал излучается на нескольких частотах (fi,…fn), а приём ведётся на комбинационной частоте. Гармоники любого из ЗС не попадают в полосу пропускания приёмника. Практически использование ЗС, состоящего более, чем из двух компонент нецелесообразно [2]. При значительном различии частот сигналов (десятки, сотни МГц) достигнуто уменьшение влияния фона, повышение чувствительности приёмника НРЛС. Приём разностной комбинационной частоты fc=f2-fi позволил уменьшить шунтирующее влияние емкостей электронных НО. Эффективность использования многочастотного сигнала выражается в ослаблении помехи, ограничивающей чувствительность приёмника, и может достигать ~10дБ (по результатам моделирования в Electronics Workbench).

При амплитуде сигнала, наводимого на нелинейном элементе свыше 0.3-0.5В наблюдается уменьшение уровня отклика. Это явление обусловлено увеличением диффузионной емкости рп-перехода с ростом тока, протекающего через переход. На рис.2 представлены результаты расчёта амплитудной характеристики идеализированного НО – полупроводникового диода, являющегося нагрузкой симметричного вибратора. Такая модель для расчёта выбрана исходя из возможности анализа сложных объектов как суперпозиции простых. Специфика излучения сложных НО исследована в [3]. При превышении некоторого уровня мощности наблюдается снижение уровня PC. Результаты эксперимента также указывают, что при достаточно сильных сигналах возможен необратимый пробой рп-перехода, при этом падает уровень PC [3].

I

где Ап – амплитуда гармонического сигнала,

k-(cOmax – ®min)/T.

III.  Заключение

Results of problem researches of an increases NRL detectability with handicaps influence for dual-frequency signal with swept-frequency modulation are submitted.

Представлены результаты исследований, основанные на особенностях нелинейной радиолокации, позволяющие повысить характеристики обнаружения, сформировать требования к структурной схеме НРЛС.

1.   Горбачёв А. А., Ларцов С. В., Тараканков С. П., Чигин Е. П. Помехи в системах нелинейного зондирования. – Радиотехника и электроника, 1998, т.43, №1, с. 72-76.

2.   Ларцов С. В. О нелинейном рассеянии при использовании многочастотного и одночастотного зондирующих сигналов. – Радиотехника и электроника, 2001, т.46, №7, с. 833-838.

3.    Горбачев А. А., Ларцов С. В., Тараканков С. П., Чигин Е. П. Амплитудные характеристики нелинейных рассеивателей. – Радиотехника и электроника, 1996, т.41, №5,

с. 558-562.

4.    Э. Ф. Бабуров, В. П. Климов, А. Г. Каширин. Применение нелинейной локации в информационных системах // Сборник научных трудов СИЯЭиП. – Севастополь: СИЯЭиП, 2001. – Вып. 5. – С.183-187.

SYNTHESIS OF A NOISEPROOF SIGNAL IN NON-LINEAR RADIOLOCATION

Kashyrin A. G., Baburov E. F.

Sevastopol National Technical University Sevastopol – 99053, Ukraine E-mail: notificationsack@inbox. ru

Abstract – The article describes the way of detection of electronic nonlinear objects with robust signals. More accurate results are achieved by transformation of transmitted and received signals.

I.  Introduction

The features of nonlinear radar-location (NRL) (the specific handicaps on frequencies of harmonics, low efficiency of transform probing signal by nonlinear objects) reduces process efficiency. The present paper deals with increasing distinguished features of non-linear junction detectors under radiated probing robust dual-frequency signal with swept-frequency modulation.

II.  Main part

High-efficient NRL development can not be achieved without account of nonlinear processes features, such as:

1.    Presence of handicaps caused by active electronic devices radiation in frequencies of nonlinear radar work.

2.    Influence of handicaps caused NRL transmitter radiation on harmonics of probing signal.

3.    The amplitude curve of NRL targets. Return signal from targets increases up to the level of probing signal and falls down when this level exceeds.

This phenomena account gives ways to increase detectability of NRL devices.

III.  Conclusion

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты